- 氮的氧化物的性质
- 共216题
以下四组气体分别与对应的试纸接触，均能使试纸变蓝的是（ ）
正确答案
能使湿润红色石蕊试纸变蓝的只有氨气，由此可排除B、C选项；
若使湿润的淀粉-KI试纸，则气体具有氧化性，能氧化碘离子，所以Cl2、NO2均能使湿润的淀粉-KI试纸变蓝，
显然只有选项D符合，
故选D．
（1）NO是污染大气的有毒气体．为了消除NO的污染，可将它与氨气在催化剂作用下反应，生成水和一种无污染的物质，该物质是空气的主要成分之一，该反应的化学方程式是______．
（2）汽车尾气产生的NO2可以在一定条件下和CO反应生成无毒物质，其反应方程式可表示为：2NO2+4CO═N2+4CO2，该反应的氧化剂是______，每生成1mol N2，反应中转移电子为______mol．
正确答案
（1）NO与氨气在催化剂作用下反应，生成水和一种无污染的物质，该物质是空气的主要成分之一，结合氮元素守恒可知，该物质为氮气，反应方程式为：6NO+4NH3
故答案为：6NO+4NH3
（2）反应2NO2+4CO═N2+4CO2中，NO2中N元素化合价由+4价降低为N2中的0价，NO2是氧化剂；
反应中氮气为还原产物，氮元素化合价由+4价降低为0价，故每生成1mol N2，转移电子的物质的量=1mol×2×（4-0）=8mol，
故答案为：NO2；8．
Ⅰ．X、Y、Z是短周期元素的三种常见氧化物．X跟水反应可生成一种具有还原性的不稳定的二元酸，该酸的化学式是______；Y和X组成元素相同，Y与水反应生成M，足量M的浓溶液与3.2g Cu在加热条件下充分反应，其中被还原的M的物质的量为______．固态Z可应用于人工降雨，0.5mol•L-1Z与NaOH反应所得的正盐水溶液中，离子浓度从大到小的顺序为______．
Ⅱ．N2O5是一种新型硝化剂，其性质和制备受到人们的关注．现以H2、O2、熔融盐Na2CO3组成的燃料电池，其中Y为CO2；采用电解法制备N2O5，总的反应方程式为：N2O4+2HNO3=2N2O5+H2，装置如图所示．
写出石墨I电极上发生反应的电极反应式______．
在电解池中生成N2O5的电极反应式为______．
Ⅲ．烟气的脱硫（除SO2）技术和脱硝（除NOx）技术都是环境科学研究的热点．
（1）烟气脱硫、脱硝对环境的意义______．
（2）目前，科学家正在研究一种以乙烯作为还原剂的脱硝（NO）原理，其脱硝机理示意图如图1．
脱硝率与温度、负载率（分子筛中催化剂的质量分数）的关系如图2所示．
①写出该脱硝原理总反应的化学方程式：______．②为达到最佳脱硝效果，应采取的条件是______．
正确答案
Ⅰ、常见的二元含氧酸有H2SO4、H2SO3、H2CO3、H2SiO3，具有还原性的二元含氧酸为亚硫酸，化学式是H2SO3，所以X为二氧化硫；
Y和X组成元素相同，所以Y是三氧化硫，M是硫酸，浓硫酸和铜反应的方程式为
Cu+H2SO4（浓）+H2SO4（浓） （被还原硫酸）
64g 1mol
3.2g 0.05mol
所以被还原的硫酸为0.05mol；
固态可应用于人工降雨的氧化物为二氧化碳，所以Z是二氧化碳，二氧化碳与NaOH反应所得的正盐为碳酸钠，碳酸钠是强碱弱酸盐，所以能电离也能水解，只是电离程度大于水解程度，所以碳酸根离子浓度大于碳酸氢根离子浓度；碳酸是二元弱酸，所以碳酸根离子能发生两步水解，第一步水解程度大于第二步水解程度，碳酸根离子每步都有氢氧根离子生成，所以氢氧根离子的浓度大于碳酸氢根离子的浓度；碳酸钠是强碱弱酸盐，其水溶液呈碱性，所以氢氧根离子浓度大于氢离子浓度，所以溶液中离子的浓度大小为C（Na+）＞C（CO32- ）＞C（OH-）＞C（HCO3-）＞C（H+），
故答案为：H2SO3；0.05mol；C（Na+）＞C（CO32- ）＞C（OH-）＞C（HCO3-）＞C（H+）；
Ⅱ、燃料原电池中，负极上燃料失电子和碳酸根离子反应生成二氧化碳和水，电极反应式为H2+CO32--2e-=CO2+H2O；
N2O5中氮元素的化合价是+5价，而硝酸中氮元素也是+5价．因此应该在左侧生成N2O5，即在阳极区域生成，据电极反应离子放电顺序可知：阴极发生2H++2e-=H2↑的反应，则阳极为N2O4+2HNO3-2e-=2N2O5+2H+．
故答案为：H2+CO32--2e-=CO2+H2O；N2O4+2HNO3-2e-=2N2O5+2H+；
Ⅲ、（1）、SO2和氮的氧化物（NOx）是引起酸雨的主要物质，所以烟气脱硫、脱硝的环境意义是防止酸雨、光化学烟雾的发生，故答案为：防止酸雨、光化学烟雾的发生；
（2）①由图1知，反应物为一氧化氮、氧气、乙烯，铜为催化剂，生成物为氮气、二氧化碳和水，反应方程式为6NO+3O2+2C2H4
故答案为：6NO+3O2+2C2H4
②满足脱硝率高，负载率低，适宜的温度，由图可知，适合条件为350℃、负载率3%，故答案为：350℃、负载率3%．
某校研究性学习小组选择使用下列仪器和药品，验证铜和适量浓硝酸反应除生成NO2气体外，还生成少量的NO．（实验中使用的N2和O2的用量可自由控制）．
已知：
①NO+NO2+2OH-=2NO2-+H2O
②气体液化温度 NO221℃NO-152℃
请回答：
（1）写出铜与浓硝酸反应的化学反应方程式______．
（2）装置B的作用是______，在上图方框内画出B装置．
（3）写出装置的连接顺序（填字母），A接B接______．
（4）实验开始前要先打开A装置中的活塞K1，持续通一段时间氮气后再关闭活塞K1，目的是______．A装置中的反应停止后，打开D中的活塞K2，并通入氧气，若反应中确有NO产生，则D中出现的现象是______．
（5）如果O2过量，则装置C中发生反应的离子方程式是______．
（6）若铜粉中混入了少量银，已知铜粉质量为a g，反应后固体完全溶解，要测定铜粉中铜的质量分数，只需利用A装置中反应后的溶液进行简单的实验操作，就可以达到实验目的．试简述实验方案______．
正确答案
（1）铜与浓硝酸反应的化学反应方程式为Cu+4HNO3（浓）=Cu（NO3）2+2NO2↑+2H2O．
故答案为：Cu+4HNO3（浓）=Cu（NO3）2+2NO2↑+2H2O
（2）装置B的作用是吸收水蒸气，防止水蒸气在E中冷凝后与NO2反应产生NO，影响NO的检验．B装置为
．
故答案为：装置B的作用是吸收水蒸气，防止水蒸气在E中冷凝后与NO2反应产生NO；
．
（3）A为铜与浓硝酸反应，并排尽整个装置中的空气．B吸收水蒸气．C尾气处理，防止污染空气．D检验NO．E冷却二氧化氮，利用检验NO．
所以装置的连接为A→B→E→D→C．
故答案为：接E接D接C．
（4）NO很容易被氧气氧化，装置中有空气，无法检验有NO生成．通氮气的目的是排尽整个装置中的空气，防止产生的NO被氧化生成NO2．D装置中通入O2后有红棕色气体产生，说明有NO生成．
故答案为：防止产生的NO被氧化生成NO2；出现红棕色气体．
（5）反应离子方程式为4NO2+O2+4OH-=4NO3-+2H2O．
故答案为：4NO2+O2+4OH-=4NO3-+2H2O．
（6）在A中加入过量的含有Cl-的溶液，过滤、洗涤、干燥并称量沉淀的质量
故答案为：在A中加入过量的含有Cl-的溶液，过滤、洗涤、干燥并称量沉淀的质量．
烟气中NOx是NO和NO2的混合物（不含N2O4）．
（1）根据废气排放标准，1m3烟气最高允许含400mgNOx．若NOx中NO质量分数为0.85，则lm3烟气中最高允许含NO______L（标准状况，保留2位小数）．
（2）工业上通常用溶质质量分数为0.150的Na2CO3水溶液（密度l．16g/mL）作为NOx吸收剂，该碳酸钠溶液物质的量浓度为______mol/L（保留2位小数）．
（3）已知：
NO+NO2+Na2CO3→2NaNO2+CO2 ①
2NO2+Na2CO3→NaNO2+NaNO3+CO2 ②
1m3含2000mgNOx的烟气用质量分数为0.150的碳酸钠溶液吸收．若吸收率为80%，吸收后的烟气______排放标准（填“符合”或“不符合”），理由：______
（4）加入硝酸可改变烟气中NO和NO2的比，反应为：NO+2HNO3→3NO2+H2O当烟气中n（NO）：n（NO2）=2：3时，吸收率最高．
lm3烟气含2000mgNOx，其中n（NO）：n（NO2）=9：1．
计算：
（i）为了达到最高吸收率，1m3烟气需用硝酸的物质的量（保留3位小数）．
（ii）1m3烟气达到最高吸收率90%时，吸收后生成NaNO2的质量（假设上述吸收反应中，反应①比反应②迅速．计算结果保留1位小数）．
正确答案
（1）NO的最大质量为400mg×0.85=340mg，NO的体积为
（2）该碳酸钠溶液物质的量浓度为
（3）未被被吸收的NOx的质量为2000mg×（1-80%）=400mg，因吸收后烟气总体积减小，NOx含量仍超过400mg/m3，故不符合，故答案为：不符合，吸收后烟气总体积减小，NOx含量仍超过400mg/m3；
（4）（i）由于n（NO）：n（NO2）=9：1，则30×n（NO）+
答：为了达到最高吸收率，1m3烟气需用硝酸的物质的量0.035mol；
（ii）发生反应NO+NO2+Na2CO3→2NaNO2+CO2、2NO2+Na2CO3→NaNO2+NaNO3+CO2，由方程式可知n（NaNO2）=2n（NO）+
答：吸收后生成NaNO2的质量为5.5g．
扫码查看完整答案与解析